重新导航帮蚂蚁归家,蚂蚁身上自带导航系统

图片 1 觅食的沙蚁会穿越撒哈拉沙漠灼热的沙子寻找死去的蜘蛛和其他节肢动物,从而为整个蚁群提供食物。当地条件是如此恶劣,以至于蚂蚁在往返于巢穴时不得不成为高效的导航者,从而避免被烤焦。 此前研究证实,这些昆虫会记下它们的步数,以测量自己走了多远。一项日前在线发表于《科学》杂志的研究则表明,它们还能仅靠视觉找到回家的路。沙蚁利用的是“光流”—— 一种类似于人们乘坐汽车时透过窗口估测距离和方向的方法。 为弄清真相,研究人员用亮黄色颜料“蒙住”蚂蚁的眼睛,以观察它们能否找到返回巢穴的路。无论是否被“蒙住”眼睛,行走至距巢穴一定距离的有经验的觅食者都能顺利返回,因为它们会记下到达该地点需要的步数。不过,只有被觅食蚂蚁携带至卫星巢穴时才会冒险出去的巢内工蚁,在被携带行走了与其觅食同伴一样的距离后,只能在不被“蒙住”眼睛的情况下才能返回巢穴。 尽管巢穴工蚁并不知道身处的地方离家有多少步,但它们能依靠视觉返回。这着实令人惊讶,因为视觉仅被认为在导航中发挥了辅助作用。 研究人员认为,这些蚂蚁在撒哈拉沙漠的栖息地是如此的危险,以至于它们进化出两种不同的机制——计步和光流——应对恶劣的环境。

新的研究报告称,蚂蚁不但会计步,而且还会在它们穿行于周围环境时用视觉追踪物体的移动,旨在确定它们走过的距离。这种对运动的追踪被称作光流;有若干种昆虫都会运用这种能力,但人们过去认为,蚂蚁很少使用光流法。

如今,Sarah Elisabeth Pfeffer 和 MatthiasWittlinger的研究结果表明,蚂蚁在迷路时,仅靠光流就可以找到回巢之路。他们对Cataglyphis双色沙蚁进行了研究,这种沙蚁的巢常常以卫星巢穴的形式分散于四周。

有经验的觅食蚁会携带巢内工蚁往返于不同的卫星巢穴,这些工蚁对巢外环境的熟悉度甚小。先前的研究揭示,这些蚂蚁能根据其走过的步数来计算穿行的距离,即它们主要依赖其内置的里程计机制。

为探索这些蚂蚁如何用光流提示来导航,研究人员用一个步行通道将相邻蚁巢的2个入口连接起来

一旦觅食蚁携其巢友在某个方向行进了10米时,它们会被分开,而被携带的巢内工蚁会被放置在相同距离之外,但方向相反。在被分开地点进行最初搜寻之后,被携带的巢内工蚁最终会开始返巢之旅,它们会在其期待的蚁巢周围来回搜寻,其长度范围接近10米。

然而,一组作为对照的被携工蚁如在分开和释放时被“蒙住眼睛”,它们就无法找到蚁巢,这表明,它们是用光流提示来估算距离的。

进一步的实验揭示,光流和里程计是以独立方式测算的,这赋予蚂蚁2种独特的导航系统。

本文由必威88发布于关于科技,转载请注明出处:重新导航帮蚂蚁归家,蚂蚁身上自带导航系统

相关阅读